量值传递和量值溯源

2020/1/241计量基础知识培训量值传递和量值溯源中启计量体系认证中心蔡银田[e-mail]2020/1/242量值传递和量值溯源一、量值溯源的概念和要求1.量值传递和量值溯源的概念2.量值溯源的要求3.量值溯源的途径和手段二、量值溯源的实施1．量值传递方式2.量值溯源的实施三、量值溯源的中值得关注的几个问题1.量值溯源的目的2.检定和校准的差异3.关于对功能设备的校准／校验4.关于修正值和修正因子的运用2020/1/243一、量值溯源的概念和要求1.量值传递和量值溯源的概念量值传递:是将国家基准所复现的计量单位量值，通过检定/校准（或其他传递方式）传递给下一等级的计量标准，并依次逐级传递到工作计量器具以保证被计量对象的量值准确一致的全部过程。量值溯源:在JJF1001-1998《通用计量术语及定义》之8.10给出的定义是“通过一条具有规定的不确定度的不间断的比较链，使测量结果或测量标准的值能够与规定的参考标准，通常是与国家测量标准或国际测量标准联系起来的特征”。由此看出，量值溯源是量值传递的逆过程，量值传递是自上而下地将国家计量基准复现的量值逐级传递给各级计量标准直至工作计量器具；而量值溯源是自下而上地将量量值溯源到国家计量基准，只是这种溯源是自觉行为，而且不一定要通过一级一级依次溯源。2020/1/244一、量值溯源的概念和要求2．量值溯源的要求2005年12月31日国家质检总局发布了《实验室和检查机构资质认定管理办法》，其中第三十条规定：“实验室和检查机构在使用对检测、校准的准确性产生影响的测量、检测设备之前，应按照国家相关技术规范或者标准进行检定、校准”。第三十一条规定：“实验室和检查机构应确保其相关测量和校准结果能够溯源至国家基标准，以确保结果的准确性”。ISO/IEC17025：2005《检测和校准实验室能力认可准测》之5.6.1规定：“用于检测和／或校准的对检测、校准和抽样结果的准确性或有效性有显著影响的所有设备（例如用于测量环境条件的设备），在投入使用前应进行校准。”《计量认证／审查认可评审准则》之9.1规定：“凡对检验准确性和有效性有影响的测量和检验仪器设备，在投入使用前必须进行校准和／或检定（验证）。”2020/1/2453.量值溯源的途径和手段(1)量值溯源的保障我国早在1985年就颁布了《计量法》，同时还制定了与其配套的法规性文件，并且制定了较为完善的检定系统表、检定规程与计量技术规范等，为量值溯源提供了法律保证和技术依据。依法设置了一套计量行政机构和计量技术机构。这些机构正在履行各自的职能、为社会各界提供计量技术服务和管理服务，确保了国家计量单位制的统一和量值的准确可靠。目前已形成完整的计量基础体系和计量标准体系，在中国计量科学研究院和中国测试技术研究院建立了门类齐全的计量基准、标准，并多次参加国际比对，实现了国际互认。2020/1/246(2)量值溯源的途径在CNAIJAR10：2002《量值溯源政策》中指出：“CNAS承认我国法定计量体系量值溯源的有效性和CNAS认可的校准实验室所提供的溯源性”，并进一步阐述了6种途径，直接或间接地实现量值溯源。概括起来有4点：一是直接送至有资质的检定／校准机构进行检、校来实现量值溯源；二是实验室建立最高标准（参考标准），进行内部检、校来实现量值溯源；三是通过使用有证标准物质（CRM）实现量值溯源；四是当溯源至国家基（标）准不可能或不适用时，应溯源至公认实物标准（标准品、对照品），或通过比对试验，参加能力验证等途径提供证明。2020/1/247量值传递与量值溯源的区别（1）量值传递(disseminationofthevalueofaquantity)就是通过检定或校准，将国家基准所复现的计量单位量值通过各类标准逐级传递到工作用的计量器具，以保证被测对象所测得的量值的准确性和一致性。量值溯源(traceability)是量值传递的逆过程。“溯源性”，即通过一条具有规定不确定度不间断的比较链,使测量结果或测量标准的值能够与规定的参考标准,通常是国家计量基准或国际计量基准相联系起来的一种特性。2020/1/248（2）量值传递是政府部门对企业提出的要求，要求把计量基准复现的量值能传递下去，是一种自上而下的行为；溯源性在西方国家用得较多，表示计量检测设备的检定、校准等是企业生产经营的自身要求，希望获得准确的量值，因而是自下而上的追溯。2020/1/249（3）量值传递是政府的一种法制行为，带有强制性，进行计量器具量值传递的企业是被动的；量值溯源是企业为保证在用计量器具的准确度主动要求对计量器具进行溯源的一种行为。2020/1/2410（4）依据国家技术监督局1999年6号令。强检计量器具应进行量值传递，非强检计量器具可进行量值溯源。2020/1/2411二、量值溯源的实施1．量值传递方式我国的传递方式表2020/1/2412（1）逐级周期检定：用户（受检单位）按《国家计量检定系统》所规定的技术要求，将被检（或校准）的计量器具（计量标准或普通计量器具）送到规定或选定的有资格（国家授权）的检定单位（即通常所说的法定计量检定单位）；由该单位的检定员按相应的检定规程进行检定（或校准），给出检测数据，进而作出被检（或校准）的计量器具是否合格等结论，并出具检定（或校准）证书。它是量值传递的主要方式。2020/1/2413缺点(1）费时、费钱(2）有时检定好了的计量器具，经过运输后，受到振动、撞击、潮湿或温度的影响，丧失了原有的准确度。（3）逐级检定（或校准）层次较多，精度损失较大。（4）送检（或校准）期间，送检单位不得不暂停与送检计量器具有关的检测工作。（5）被检（或校准）计量器具（包括其辅助设备）在两次周期检定之间缺乏必要的技术考核，更谈不上控制，以致日常计量检测的品质没有充分的保证，甚至可能酿成严重的后果。2020/1/2414案例1：关于印发2010年北京市计量比对结果的通知2020/1/2415（2）巡回检定巡回检定是由开展检定工作的单位将相应的计量基准、标准或传递标准送到被检计量器具所在的单位进行检定的一种量值传递(或溯源)方式。巡回检定又有两种形式。一种是检定车一种是到现场检定。优点：（1）可免去送检计量器具，特别是大型、笨重设备的包装运输之苦；（2）节省了送检的时间；（3）对相关的辅助设备、环境条件、检测方法以及检测人员进行相应的考核。缺点：被检计量器具，包括辅助设备，在两次周期检定之间的计量性能的考核与控制问题，仍未解决。2020/1/2416（3）使用CRM进行传递标准物质必须由国家计量部门或由它授权的单位进行制造，并附有合格证书的才有效。这种有效的标准物质称为“有证标准物质”（英文：CertifiedReferenceMaterial,缩写CRM）。使用CRM进行传递，具有很多优点，可免去送检仪器，可快速评定并可在现场使用等。这种方式目前主要用于化学计量的领域。2020/1/2417案例1：从融点测定仪谈起案例2：关于检测中心、SBS使用的融熔指数测试仪检查情况的汇报2020/1/2418（4）通过发播标准信号进行量值传递通过发播标准信号进行量值传递是最简便、迅速和准确的方式，但目前只限于时间频率计量。中央电视台利用彩色电视副载波定时发播标准频率信号，并于1985年开始试播标准时间信号。这样，用户可直接接收，并可在现场校正时间频率计量标准器。2020/1/2419（5）“计量保证方案”通过发播标准信号进行量值传递是最简便、迅速和准确的方式，但目前只限于时间频率计量。中央电视台利用彩色电视副载波定时发播标准频率信号，并于1985年开始试播标准时间信号。这样，用户可直接接收，并可在现场校正时间频率计量标准器。2020/1/2420（5）“计量保证方案”实施“计量保证方案”，除传统量值传递的基本条件外，还必须具备相应的“传递标准”和“核查标准”（一种用于核查本实验室的计量标准或装置的专用计量标准，通常要求其随机误差小、性能稳定和经久耐用）以及有熟悉数理统计基础知识的专业人员。2020/1/2421实施方案MAP的典型作法首先，参加的实验室用本室要求检定（或校准）的计量标准或装置反复检测自己的“核查标准”，从而建立起过程控制参数，并经统计检验表明本检测标准或装置处于稳定的受控状态；其次，主持单位（实验室）用计量基准或特定标准将选定的“传递标准”检测合格后送往参加实验室，并附上有关检测方法和条件等具体要求，但不给原检测的数据；2020/1/2422实施方案MAP的典型作法接下来，参加实验室将传递标准作为未知样品按规定的要求用本室申请检定（或校准）的工作标准去检测，并将所测数据以及检测自己的核查标准的数据随同传递标准送往主持单位；然后，主持单位再次对传递标准进行检测，考核其计量特性是否与送出时相符，即进行所谓的闭合检测。如检测结果相符，则量值传递有效，即参加实验室的检测结果可用；否则必须再次进行量值传递；2020/1/2423实施方案MAP的典型作法最后，由主持单位对所有数据进行统计分析，并给出检测报告，表明参加实验室的被检计量标准或装置相对于主持单位（实验室）的计量基准或特定标准的差值以及测量过程的不确定度。该方案的重要内容和突出特点是，参加实验室在接受主持单位的量值传递（通过对传递标准的检测）前后，以及两次传递之间的较长时间间隔内，必须经常反复地对本室的核查标准进行检测（数据应随时报送主持单位）并建立起过程控制参数，而且要进行必要的统计检验，以使所有的测量过程均处于连续的统计控制之中。2020/1/2424比对在规定的条件下，对相同准确度等级的同类计量基准计量标准或工作计量器具的值进行相互比较称为比对。比对往往是在缺少更高准确度计量标准的情况下使用权计量结果趋向一致的一种物段。国家制定有计量检定规程的仪器则必须进行检定而不能只进行比对比对时必须通过传递标准作为媒介比对的方式通常有循环式花瓣式和星式2020/1/24252.量值溯源的实施（1）确认量值溯源的仪器设备，凡是对于检测／校准结果的准确性和有效性有影响的设备都应纳入需要量值溯源的范围内,不论用于测量过程的哪一环节，如抽（采）样、制样、分样、测量等，也不论是主要设备还是辅助设备（如各类箱、锅、槽、室及其监控设备）。2020/1/24262.量值溯源的实施(2）制定检定/校准计划和程序根据需要和可能为达到量值溯源的目的，制定实验室仪器设备的检定/校准计划，这一计划不仅仅是一个送检、校计划，还要求根据对所测量结果的不确定度要求和其它特定要求（设备特性、检测特征等），制定出到哪里去溯源，确认校准间隔，是否需要期间核查；授权使用范围和操作人员，正常维护保养等一整套控制措施。2020/1/24272.量值溯源的实施(3)量值溯源的实现除了按照量值溯源计划分别实施以实现量值溯源外，实验室至少还应知道：自身对对校准要求；正确使用校准证书/报告，如修正值的正确使用；证书无数据时，应知道其“合格”的含义是在多大的允差范围，等级的误差范围有多大，以便在测量中正确应用。2020/1/2428（4）量值溯源的后续工作①检/校之后应根据其结果对仪器设备做出标识识别和文件存档工作。②当校准产生一组修正因子时、应按ISO/IEC17025之5.5.11和5.5.5.12的要求,将这些修正因子在所有文件和场合进行更新,并得到控制和保护,以免失效。③必要时，通过期间核查，比对、能力验证等方式监控仪器设备，实现测量结果的质量保证。2020/1/2429三、量值溯源的中值得关注的几个问题1.量值溯源的目的检定／校准是量值溯源的主要途径和重要手段，众所周知，检/校的目的是：（1)确定示值误差，并确定是否在预期的或要求的范围内。(2)得出标称值偏差的报告值，可调整测量器具或对示值加以修正。（3）给任何标尺标记赋值，或确定其他特征值，或给参考物质特征赋值。(4)实现量值溯源。(5)提高用户对测量结果的信任度和实验室的自信心。2020/1/24302.检定和校准的差异2020/1/